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基于血影蛋白（）的膜骨架是后生植物細胞脂膜下普遍存在的膜相關(guān)的二維細胞骨架。骨架蛋白的突變會損害細胞膜的機械硬度和功能，造成不同類型的人類癌癥。
2023年4月11日，成都學(xué)院高寧及李寧寧共同通信在Cell在線發(fā)表題為“basisofinredbloodcells”的研究論文，該研究闡明了血紅細胞膜骨架組織的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。該研究報導(dǎo)了天然血影蛋白-肌動蛋白聯(lián)接復(fù)合物(來自豬紅細胞)（一種特化的短F-肌動蛋白細胞膜骨架，作為膜骨架的中心組織單位）的冷藏電鏡結(jié)構(gòu)。
當α-/β-異質(zhì)四聚體結(jié)合到F-肌動蛋白的倒刺端作為一個柔性帽時，（原肌球調(diào)節(jié)蛋白）和一起在尖端產(chǎn)生一個絕對帽。聯(lián)接復(fù)合物通過中間層的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與原肌球蛋白（）在其整個寬度上的周期性互相作用而加大。這項工作為理解膜骨架的組裝和動力學(xué)提供了一個結(jié)構(gòu)框架，并為其他F-肌動蛋白系統(tǒng)中各類無處不在的F-肌動蛋白結(jié)合因子的機制提供了看法。
基于血影蛋白的膜骨架是一種平行于細胞膜下方的球狀網(wǎng)路，廣泛存在于后生植物的不同細胞類型中。典型的細胞骨架是由條狀肌動蛋白(F-肌動蛋白)組成的三維網(wǎng)路，而膜骨架是由血影蛋白纖維組成的專門的二維網(wǎng)路。膜骨架首先在紅細胞中被發(fā)覺。在神經(jīng)元中也有挺好的研究，在軸凸出始節(jié)段和節(jié)點的產(chǎn)生中起關(guān)鍵作用，這對動作電位的起始和快速傳播很重要。它為細胞膜提供機械支撐，并介導(dǎo)細胞骨架組件與細胞膜之間的通訊。膜骨架還通過系角膜蛋白，控制膜蛋白的降維和分布，調(diào)節(jié)細胞對各類訊號的反應(yīng)。
在喂奶植物紅細胞中，膜骨架的基本組織單位是每位晶格點上的短F-actin，它作為樞紐聯(lián)接毗鄰晶格點的血影蛋白纖維。這些基于肌動蛋白的血影蛋白對接復(fù)合物被命名為血影蛋白-肌動蛋白聯(lián)接復(fù)合物。紅細胞中聯(lián)接復(fù)合物的組成部份包含幾種普遍存在的F-肌動蛋白結(jié)合蛋白，包括原肌球蛋白(TM)和原肌球調(diào)節(jié)蛋白(Tmod)，以及一些聯(lián)接特異性蛋白，如、蛋白4.1(P4.1)和。這種誘因共同作用，提高聯(lián)接復(fù)合物的穩(wěn)定性，并強化肌動蛋白-血影蛋白的互相作用。
機理模式圖（圖源自Cell）
骨骼成份如血影蛋白、錨蛋白（）、P4.1和band3的缺少或突變是造成各類遺傳性紅細胞膜癌癥的誘因。錨蛋白B功能缺位突變與遺傳性心率失常有關(guān)，稱為錨定蛋白B綜合征。的一些突變與高血糖有關(guān)，這可能是因為在腎小管上皮細胞中的功能障礙。除循環(huán)系統(tǒng)外，β-III突變可導(dǎo)致遺傳性進行性神經(jīng)退行性疾患，即5型腦干腦干共濟失調(diào)。
迄今為止，聯(lián)接復(fù)合體的精細結(jié)構(gòu)依然缺位，高幀率的結(jié)構(gòu)信息僅為某些結(jié)構(gòu)域或個別因子截斷方式的部份配合物。這些知識差別限制了人們對這種骨架蛋白在紅細胞和神經(jīng)元功能中的準確作用的理解。在該研究中，作者報導(dǎo)了從豬紅細胞中分離的血影蛋白-肌動蛋白聯(lián)接復(fù)合物的冷藏電鏡剖析。該研究數(shù)據(jù)闡明了聯(lián)接復(fù)合體和膜骨架組織的通常原理，并為理解膜骨架的功能和動力學(xué)提供了一個框架。
上海學(xué)院生命科學(xué)大學(xué)高寧院士和李寧寧副研究員為本文的共同通信作者，李寧寧和上海學(xué)院前沿交叉學(xué)科研究院博士研究生陳思伊（西城實驗室研究生項目）為本文的共同第一作者。復(fù)旦學(xué)院生命科學(xué)大學(xué)張強鋒院士和課題組博士后徐魁、北京生命科學(xué)研究所董夢秋研究員和課題組博士生何夢婷也參與了這項工作。
原文鏈接：
(23)00278-7
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